TWI637589B - Energy storage solar battery module - Google Patents
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Abstract
一種可儲能太陽能電池模組，包含一太陽能單元、一前保護板、一背保護板、一儲能電池單元，及一封裝膠層。太陽能單元包括一受光面及一相反該受光面的背光面。前保護板設置於該太陽能單元的該受光面上。背保護板設置於該太陽能單元的該背光面上。儲能電池單元設置於該太陽能單元與該背保護板之間，並電連接該太陽能單元，且該太陽能單元的工作電壓介於該儲能電池單元的可充電電壓範圍內，封裝膠層設置於該前保護板與該背保護板之間並包覆該太陽能單元與該儲能電池單元。
Description
本發明是有關於一種太陽能電池模組，特別是指一種可儲能太陽能電池模組。
現有的太陽能發電儲電系統通常是由一太陽能模組連接外在的一儲電裝置所構成，也就是說，該太陽能模組是屬於單純的發電元件，而將其產出的電能輸出至外在的該儲電裝置中儲存，由此可知，此種太陽能發電儲電系統是需要額外的空間來設置該儲電裝置，造成安裝不便並浪費空間。
此外，該太陽能模組產生的電能傳輸至該儲電裝置之前，會先將電能傳至一額外的充電器進行升、降壓，才傳至該儲電裝置儲存。然而，該充電器中的許多元件均有阻抗，因此，當環境太陽光的照度偏弱時，該太陽能模組僅能產生微弱的電能，而此微弱的電能先經具有許多阻抗的充電器時，即會大量損耗，使得儲電效能不佳。
因此，本發明的目的，即在提供一種可儲能太陽能電池模組。
於是，本發明可儲能太陽能電池模組，包含一太陽能單元、一前保護板、一背保護板、一儲能電池單元，及一封裝膠層。
該太陽能單元包括一受光面及一相反該受光面的背光面。
該前保護板設置於該太陽能單元的該受光面上。
該背保護板設置於該太陽能單元的該背光面上。
該儲能電池單元設置於該太陽能單元與該背保護板之間，並電連接該太陽能單元，且該太陽能單元的工作電壓介於該儲能電池單元的可充電電壓範圍內。
該封裝膠層設置於該前保護板與該背保護板之間並包覆該太陽能單元與該儲能電池單元。
本發明的功效在於，將該太陽能單元與該儲能電池單元共同整合在同一個模組內，無須額外的空間來安裝該儲能電池單元以有效節省空間，且能將該太陽能單元產生的電能直接傳輸至該儲能電池單元中儲存，能有效提高儲電效率。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明可儲能太陽能電池模組的一第一實施例，適用於安裝在一般建物上。該可儲能太陽能電池模組包含一前保護板2、一與該前保護板2彼此相間隔的背保護板3、一設置於該前保護板2與該背保護板3之間的太陽能單元4、一設置於該太陽能單元4與該背保護板3之間並電連接該太陽能單元4的儲能電池單元5、一連接該太陽能單元4與該儲能電池單元5的防逆元件6，及一設置於該前保護板2與該背保護板3之間並封裝包覆該太陽能單元4、該儲能電池單元5及該防逆元件6的封裝膠層71。
具體地說，該前保護板2與該背保護板3分別具有一鄰近該太陽能單元4的內表面21、31、一相反該內表面21、31的外表面22、32，及一連接該內表面21、31與該外表面22、32的周面23、33。其中，該前保護板2是可選自可透光的玻璃或透光的鋼化玻璃；該背保護板3則可選自玻璃、鋼化玻璃或鋁背板，用以穩固的固定並保護該太陽能單元4與該儲能電池單元5。於本實施例中，該前保護板2是選自玻璃，該背保護板3是選自鋼化玻璃為例作說明。
該太陽能單元4包括一鄰近該前保護板2的受光面41，及一相反該受光面41而鄰近該儲能電池單元5的背光面42。要說明的是，該太陽能單元4主要包含一支撐基材(圖未示)、一形成於該支撐基材上的太陽能薄膜(圖未示)，及一蓋設該太陽能薄膜的透明上蓋板(圖未示)，其中，該透明上蓋板的表面即為該受光面41，該支撐基材的底面即為該背光面42，該太陽能薄膜即是一般將化合物半導體以薄膜製程方式所形成的薄膜太陽能電池結構，例如CIS、CIGS等薄膜太陽能電池，此薄膜太陽能電池的結構為本領域技術人員所周知，且非本發明之重點，於此不加以贅述。
該儲能電池單元5位於該太陽能單元4的該背光面42與該背保護板3之間，以讓該太陽能單元4能有效的藉由該受光面41接收充足的太陽光進行光電轉換，從而將該太陽能單元4轉換的電傳至該儲能電池單元5中儲存。當要從該可儲能太陽能電池模組取電使用時，除了能電連接該儲能電池單元5進行取電之外，也可直接電連接該太陽能單元4進行取電，以實現既可發電又可直接儲能的太陽能電池模組。藉由讓該儲能電池單元5設置於該封裝膠層71內而與該太陽能單元4整合在同一模組內，能縮小整體體積，讓空間做更有效的利用，解決了現有太陽能模組還需額外騰出空間設置儲能裝置的問題。
要說明的是，該儲能電池單元5主要是由多個儲能電池(圖未式)彼此相互串聯所構成，以使該太陽能單元4的工作電壓介於該儲能電池單元5的可充電電壓範圍內，且各儲能電池可選用如軟板鋰陶瓷電池(flexible lithium ceramic battery，FLCB)或薄型鋰離子電池等固態電池，於本實施例是以軟板鋰陶瓷電池(FLCB)的為例作說明，但不限於此，由於此軟板鋰陶瓷電池為本領域技術人員所周知，於此不加以贅述。由於單個儲能電池的充電電壓通常是低於該太陽能單元4發電時的電壓，因此，藉由串聯多個儲能電池來構成該儲能電池單元5以滿足該太陽能單元4的發電電壓。舉例而言，當使用CIGS薄膜太陽能電池作為該太陽能單元4時，其工作電壓為54V~60V，而使用軟板鋰陶瓷電池(FLCB)作為該儲能電池時，其電壓為3.8V，因此，可藉由串聯15片軟板鋰陶瓷電池(FLCB)來構成該儲能電池單元5，以滿足CIGS薄膜太陽能電池的工作電壓。
該防逆元件6設置於該封裝膠層71內並連接該太陽能單元4與該儲能電池單元5，用以防止太陽能單元4與儲能電池單元5之間的電流逆流，於本實施例中，該防逆元件6為防逆二極體。此處值得一提的是，當太陽能單元4產生微弱的電能時，可僅通過該防逆元件6，而直接將此微弱的電能儲存於該儲能電池單元5中，以提升儲電效能。
該封裝膠層71的表面積不超出該前保護板2與該背保護板3相互投影的面積。詳細地說，於本實施例中，該封裝膠層71具有一與該前保護板2及該背保護板3的該周面23、33齊平的外圍面711。藉由延伸該封裝膠層71使其外圍面711與該保護板2及該背保護板3的該周面23、33齊平，以有效避免外水氣侵入該太陽能單元4與該儲能電池單元5中。要說明的是，該封裝膠層71可選自例如矽膠、乙烯-辛烯共聚物(polyolefin elastomer，POE)，或乙烯／乙酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate，EVA)的熱固性封合膠材(encapsulation adhesives)，但不以此為限，本實施例的該封裝膠層71是使用乙烯／乙酸乙烯酯共聚物(EVA)為例作說明。
參閱圖2，本發明可儲能太陽能電池模組的一第二實施例的結構大致相同於該第一實施例，其不同處在於，該第二實施例的該可儲能太陽能電池模組還包括一封邊層72。該封邊層72圍繞覆蓋該封裝膠層71的該外圍面711及該前保護板2與該背保護板3的該周面23、33，並延伸覆蓋至該前保護板2與該背保護3板部份的該外表面22、32。透過該封邊層72的設置，能進一步的加強該可儲能太陽能電池模組的封裝強度與密封度；其中，該封邊層72可選自例如矽膠、丁基橡膠、泡棉膠帶、壓克力膠帶等封合膠材，於本實施例中，該封邊層72是選自能有效阻隔外在水氣侵入至該太陽能單元4中的丁基橡膠為例做說明。
參閱圖3，圖3顯示該第二實施例的另一態樣，是將該背保護板3改以軟性的鋁基板替代，以讓可儲能太陽能電池模組整體更具可撓性並提升散熱效果。
參閱圖4，本發明可儲能太陽能電池模組的一第三實施例的結構大致相同於該第二實施例，其不同處在於，該第三實施例的該可儲能太陽能電池模組的該封裝膠層71的表面積小於該前保護板2與該背保護板3相互投影的面積，該封邊層72是位於該前保護板2與該背保護板3之間並環圍該封裝膠層71，且該封邊層72的一外圍面721是不凸出該前保護板2與該背保護板3相互投影的範圍。較佳地，該封邊層72的該外圍面721與該前保護板2及該背保護板3的周面23、33齊平。
藉由該前保護板2與該背保護板3作為該太陽能單元4與該儲能電池單元5的保護蓋板，使具有該太陽能太陽能單元4與該儲能電池單元5封裝於此兩個保護蓋板之間，能讓該封邊層72具有足夠的厚度，以提升整體封裝強度，並有效阻擋外在滲水或濕氣侵入至該太陽能單元4與該儲能電池單元5中。
參閱圖5，當利用本發明各實施例的可儲能太陽能電池模組進行組裝時，可藉由一外框8將可儲能太陽能電池模組進行組裝，並可視情況對該外框8進行不同的設計，以適用於安裝在不同的建築物或供不同領域的使用者使用，例如，圖5顯示的該外框8為能與一外在的發電系統(圖未示)的支撐架結合，並具有一空間80，用以放置一與可儲能太陽能電池模組連接的連接器(圖未示)，且該外框8界定出該空間80的高度還能進一步承受機械荷重。圖5是以搭載鋁基板的該第二實施例的可儲能太陽電池模組安裝在該外框8內為例做說明，但不限於此。
綜上所述，本發明可儲能太陽能電池模組，將該太陽能單元4與該儲能電池單元5整合在同一模組內，能有效縮小整體系統的體積做更有效的利用，並藉由設置該防逆元件6，防止太陽能單元4與儲能電池單元5之間的電流逆流，並能讓太陽能單元4的微弱電力在僅通過該防逆元件6時，即可將此微弱的電力儲存於該儲能電池單元5中，大幅提升儲電效能，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2‧‧‧前保護板
41‧‧‧受光面
21‧‧‧內表面
42‧‧‧背光面
22‧‧‧外表面
6‧‧‧防逆元件
23‧‧‧周面
71‧‧‧封裝膠層
3‧‧‧背保護板
711‧‧‧外圍面
31‧‧‧內表面
72‧‧‧封邊層
32‧‧‧外表面
721‧‧‧外圍面
33‧‧‧周面
8‧‧‧外框
5‧‧‧儲能電池單元
80‧‧‧空間
4‧‧‧太陽能單元
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一局部剖面示意圖，說明本發明可儲能太陽能電池模組的一第一實施例； 圖2是一局部剖面示意圖，說明本發明可儲能太陽能電池模組的一第二實施例； 圖3是一局部剖面示意圖，說明本發明該第二實施例的另一態樣； 圖4是一局部剖面示意圖，說明本發明可儲能太陽能電池模組的一第三實施例；及 圖5是一局部剖面示意圖，說明本發明該第二實施例安裝在一外框內。
Claims (8)
- 一種可儲能太陽能電池模組，包含： 一太陽能單元，包括一受光面及一相反該受光面的背光面； 一前保護板，設置於該太陽能單元的該受光面上； 一背保護板，設置於該太陽能單元的該背光面上； 一儲能電池單元，設置於該太陽能單元與該背保護板之間，並電連接該太陽能單元，且該太陽能單元的工作電壓介於該儲能電池單元的可充電電壓範圍內；及 一封裝膠層，設置於該前保護板與該背保護板之間並包覆該太陽能單元與該儲能電池單元。
- 如請求項1所述的可儲能太陽能電池模組，還包含一位於該封裝膠層內並連接該太陽能單元與該儲能電池單元的防逆元件。
- 如請求項1所述的可儲能太陽能電池模組，其中，該前保護板與該背保護板分別具有一連接該封裝膠層的內表面、一相反該內表面的外表面，及一連接該內表面與該外表面的周面，且該封裝膠層的表面積不超出該前保護板與該背保護板相互投影的面積。
- 如請求項3述的可儲能太陽能電池模組，其中，該封裝膠層具有一與該前保護板及該背保護板的該周面齊平的外圍面，該可儲能太陽能電池模組還包含一封邊層，該封邊層圍繞覆蓋該封裝膠層的該外圍面及該前保護板與該背保護板的該周面，並延伸覆蓋至該前保護板與該背保護板部份的該外表面。
- 如請求項3所述的可儲能太陽能電池模組，其中，該封裝膠層的表面積小於該前保護板及該背保護板相互投影的面積，該可儲能太陽能電池模組還包括一具有一外圍面的封邊層，該封邊層位於該前保護板與該背保護板之間並環圍該封裝膠層。
- 如請求項5所述的可儲能太陽能電池模組，其中，該封邊層的該外圍面不凸出該前保護板與該背保護板相互投影的範圍。
- 如請求項1所述的可儲能太陽能電池模組，其中，該儲能電池單元包括多個相互串聯的儲能電池。
- 如請求項7所述的可儲能太陽能電池模組，其中，該等儲能電池為固態電池。
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